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Polímeros
Cerámicos
Metálicos
Los materiales comunmente usados en los procesos de manufactura ingenieriles se clasifican como "metálicos" o "no metálicos"; estos últimos a su vez en "polímeros" y "cerámicos".
CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
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Procesos de manufactura 2021A, Centro Universitario de los Lagos. Integrantes: Alonso Tostado Valadez (216856312), José Manuel Becerra Galván (216523623), Alejandro Daniel López Romero (216614181).

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CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Los materiales comunmente usados en los procesos de manufactura ingenieriles se clasifican como "metálicos" o "no metálicos"; estos últimos a su vez en "polímeros" y "cerámicos".

Metálicos

Cerámicos

Polímeros

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Los materiales metálicos, como su nombre sugiere, están compuestos de uno o más elementos metálicos. No solo cada metal tiene propiedades únicas, sino que es posible alearlos en distintas proporciones, lo que implica una cantidad tremenda de combinaciones cuyas propiedades satisfagan la calidad y costo de producción; sin embargo, se caracterizan por su dureza, ductilidad y conductividad (tanto térmica como eléctrica) además de soldables, aunque suelen ser pesados y susceptibles a la corrosión. Se subclasifican en dos categorías: Aleaciones ferrosas: Son el hierro y sus aleaciones. El hierro es un metal relativamente accesible y versátil. A pesar de no ser un metal, al alearse el hierro con el carbono, se da origen al acero. Las propiedades de los aceros varían según la proporción de carbono (desde 0.02% hasta 0.8%), pero en general son aún más duros que el hierro, especialmente al templarse o alearse con algún otro metal como el níquel, cromo, molibdeno, vanadio y/o silicio. Algunas de estas aleaciones incluso vuelven al acero resistente ante la oxidación. Aleaciones no ferrosas: Analógicamente, son los metales y aleaciones que no implican hierro. Algunos metales no ferrosos comunes en estas aleaciones son el aluminio, cobre, magnesio, zinc, níquel, silicio y litio. Estas aleaciones suelen ser más ligeras e incluso más baratas que las ferrosas, sin embargo su dureza es inferior, por lo que no siempre es viable utilizarlos como alternativa.

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Un cerámico se define como un compuesto que contiene elementos metálicos (o semimetálicos) y no metálicos. Los elementos no metálicos comunes son oxígeno, nitrógeno y carbono. Los cerámicos incluyen una variedad de materiales tradicionales y modernos. Con fines de procesamiento, los cerámicos se dividen en dos tipos. Para cada tipo se requieren diferentes métodos de manufactura.

  • Los cerámicos cristalinos se forman de distintos modos a partir de polvos que después se calientan (a una temperatura inferior del punto de fusión a fin de lograr la unión entre los polvos).
  • Los cerámicos vidriados (vidrio, sobre todo) se mezclan y funden para después formarse en procesos tales como el vidrio soplado tradicional.
Propiedades:
  • Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
  • Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
  • Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico y, también, eléctrico.
  • Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
  • Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
  • Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas
  • Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.

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Los polímeros están constituidos generalmente por carbón y otros elementos como hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y cloro. Los polímeros se dividen en tres categorías: Polímeros termoplásticos, Polímeros termofijos y Elastómeros. Los polímeros termoplásticos o termovariables: Pueden sujetarse a ciclos múltiples de calentamiento y enfriamiento sin que se altere en forma sustancial la estructura molecular del polímero. Los termoplásticos comunes incluyen polietileno, poliestireno, cloruro de polivinilo y nailon. Características: 1) menor rigidez, el módulo de elasticidad es de dos a tres veces más bajo que los metales y los cerámicos. 2) la resistencia a la tensión es más baja, cerca del 10% con respecto a la de los metales. 3) dureza muy baja. 4) ductilidad más alta en promedio, con un tremendo rango de valores, desde una elongación del 1 % para el poliestireno, hasta el 500% o más para el propileno. Propiedades: 1) densidades más bajas que los metales y los materiales cerámicos, las gravedades específicas típicas para los polímeros son alrededor de 1.2, para los cerámicos alrededor de 2.5, y para los metales alrededor de 7.0. 2) coeficientes de expansión térmica mucho más altos, aproximadamente cinco veces el valor de los metales y 10 veces el de los cerámicos. 3) temperaturas de fusión muy bajas. 4) conductividades térmicas que son alrededor de tres órdenes de magnitud más bajos que los de los metales. 5) propiedades de aislamiento eléctrico. Los polímeros termoestables o termofijos: Sufren una transformación química (curado) hacia una estructura rígida después de haberse enfriado a partir de una condición plástica calentada; de ahí el nombre de “termoestables”. Los miembros de este tipo incluyen los fenoles, resinas, amino y epóxicas. Aunque se emplea el nombre “termoestable”, algunos de dichos polímeros se curan por medio de mecanismos distintos del calentamiento. En general, los termofijos son 1) más rígidos, con módulos de elasticidad dos o tres veces más grandes; 2) frágiles, prácticamente no poseen ductilidad; 3) menos solubles en los solventes comunes; 4) capaces de funcionar a temperaturas más altas; y 5) no pueden ser refundidos, en lugar de esto se degradan o se queman. Los elastómeros: Son polímeros capaces de sufrir grandes deformaciones elásticas cuando se les sujeta a esfuerzos relativamente bajos, Algunos elastómeros pueden soportar deformaciones de hasta el 500% o más, pero retornan a su forma original. El ejemplo más popular de un elastómero es desde luego el hule.

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  • Titanio: La presentación del titanio para su comercialización suele ser en tubos, aunque posteriormente se le dará usos de acuerdo a la necesidad cambiando de cierta forma su presentación. Este metal tiene propiedades de dureza elevada, puntos de ebullición y fusión altos, así como ser buen conductor de electricidad y calor. Las aleaciones de titanio se utilizan en aviones, helicópteros, blindaje, buques de guerra, naves espaciales y misiles, aunque también en su mayoría es convertido en oxido de titanio. Entre otras aplicaciones se encuentran piercings corporales, instrumentos quirúrgicos, implantes dentales, etc.
  • Acero: Proveniente de aleaciones del hierro Fe con otros elementos, donde estas aleaciones lo hacen más resistente o menos oxidable. Suele verse muy comercializado como material de construcción u materia prima de herramientas y piezas mecánicas.
  • Tungsteno: Alrededor de un tercio de la demanda de tungsteno se consume en el sector de transporte, aunque este metal es escaso y no suele comercializarse con facilidad como el acero o el titanio. Se usa para la fabricación de aparejos de pesca, filamentos de lámparas incandescentes, en electrodos no consumibles de soldaduras, en resistencias eléctricas y aceros especiales. El tungsteno suele se color gris acerado. duro y denso, además de tener el punto de fusión más elevado de los metales
  • Cobre: Por sus propiedades de conductividad eléctrica, ductilidad, maleabilidad suele encontrarse en cables, componentes o elementos eléctricos.
  • Aluminio: Este metal es el tercer elemento más usado en el planeta, debido a sus propiedades como baja densidad, alta resistencia a la corrosión, es blando y maleable. Popularmente se usa para la fabricación de espejos, papel aluminio, latas y laminas maleables.

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  • Policloruro de vinilo (PVC): Es un material ligero, resistente, inerte y completamente inocuo, con buen comportamiento al fuego, impermeable, aislante e inclusive reciclable. Se suele avistar en tubos, en envases, tableros, entre otros.
  • Poli tereftalato de etileno (PET): Es un polímero lineal, con un alto grado de cristalinidad y termoplástico en su comportamiento, lo cual lo hace apto para ser transformado mediante procesos de extrusión, inyección, inyección-soplado y termoformado, se suele ver en fibras textiles y en la producción de una gran diversidad de envases, especialmente en la producción de botellas, bandejas, flejes y láminas.
  • Poliuretano (PU): Se clasifican en dos grupos, definidos por su estructura química, diferenciados por su comportamiento frente a la temperatura: Los poliuretanos termoestables más habituales son espumas, muy utilizadas como aislantes térmicos y como espumas. Los poliuretanos termoplásticos más habituales destacan los empleados en elastómeros, suelas de calzado, fibras textiles, preservativos, componentes de automóvil, en la industria de la construcción, de muebles, etc. Se caracteriza por su alta resistencia a la abrasión, al desgaste, al desgarre, al oxígeno, al ozono y a las bajas temperaturas.
  • Polipropileno (PP): Termoplástico resultante de la polimerización del propileno. Es sólido, barato, relativamente fácil de producir, transparente o semitransparente e impermeable. Esta última propiedad lo vuelve útil en la conservación de alimentos.
  • Ácido poliláctico (PLA): Polímero biodegradable creado a partir del ácido láctico obtenido de algunas plantas ricas en almidón como el maíz, la remolacha y el trigo. Fue descubierto en 1932, pero hoy en día se utiliza popularmente en la impresión 3D.

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  • Porcelana: Se caracteriza por su baja (casi nula) porosidad, traslucidez y dureza. Su principal aplicación es ornamental.
  • Terracota: Es el resultado de un proceso de cocción de tierra. Esto la vuelve dura, porosa, ignífuga y resistente a las inclemencias del clima.
  • Vidrio: Material duro producto de la cocción de arena. Es bien sabido que el vidrio es altamente versátil debido a su bajo costo de producción, transparencia, resistencia térmica y baja porosidad.
  • Arcilla: Su calidad depende de su método de producción, pero al cocerse a altas temperaturas (900°c-1,200°c), se vuelve rígido y aumenta su resistencia mecánica drásticamente. Se utiliza para generar materiales de construcción como ladrillos y tejas.
  • Materiales refractarios: Arcillas con alto contenido de sílice, lo que les permite soportar altas temperaturas (1,400°c-1,600°c)sin fracturarse y utilizarse como aislante térmico. Ejemplo de esto último es en el revestimiento de los hornos. Es posible incrementar aún más su límite de temperatura al utilizar aglomerantes orgánicos.

  • del Castillo Rodríguez, F. D. (2011). MATERIALES. En DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS (pp. 7–18). FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN. http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m1/diseno_elementos%20de%20maquinas.pdf
  • Wikipedia. (-). Poliuretano. -, de Wikipedia Sitio web: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Poliuretano
  • Wikipedia. (-). Tereftalato de polietileno. -, de Wikipedia Sitio web: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Tereftalato_de_polietileno
  • OUTLETMINERO. (2016). Titanio, usos y propiedades. -, de OUTLETMINERO Sitio web: https://www.google.com/amp/s/outletminero.org/titanio/amp/
  • "Acero". Autor: Julia Máxima Uriarte. Para: Caracteristicas.co. Última edición: 21 de marzo de 2020. Disponible en: https://www.caracteristicas.co/acero/. Consultado: 15 de abril de 2021.
  • Lenntech. (-). Cobre-cu. -, de Lenntech Sitio web: https://www.lenntech.es/periodica/elementos/cu.htm
  • UMSS- Facultad de Ciencias y Tecnología (-). Capítulo I -, Sitio web: http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/PDF/cap-17.pdf
  • Tecnología de Manufactura. Publicado el 7 de julio 2015. Autor: jfrias1996 Sitio web: https://tecnologiademanufactura.wordpress.com/
  • PELANINTECNO-TECNOLOGIA ESO. Publicado el 07 de febrero 2013. Autor: Pedro Landín Sitio web: http://pelandintecno.blogspot.com/
  • PLA. (-). ¿QUÉ ES EL ÁCIDO POLI LÁCTICO?. -, de PLA Sitio web: http://www.eis.uva.es/~biopolimeros/alberto/pla.htm
  • Petroquim. (-). Autor: Hernando de Aguirre Sitio web: http://www.petroquim.cl/que-es-el-polipropileno/
  • Porcelain CostaVerde. Publicado el 20 de febrero 2018. Autor: ZI Vagos Sitio web: https://costa-verde.com/en/porcelain-material-characteristics/
  • Ellementry. Publicado el 24 de Abril 2020. Sitio web: https://www.ellementry.com/blog/properties-of-terracotta-that-makes-it-so-desirable

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